sys/kern/uipc_shm.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2006 Robert N. M. Watson
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  *
  14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  24  * SUCH DAMAGE.
  25  */
  26
  27 /*
  28  * Support for shared swap-backed anonymous memory objects via
  29  * shm_open(2) and shm_unlink(2).  While most of the implementation is
  30  * here, vm_mmap.c contains mapping logic changes.
  31  *
  32  * TODO:
  33  *
  34  * (2) Need to export data to a userland tool via a sysctl.  Should ipcs(1)
  35  *     and ipcrm(1) be expanded or should new tools to manage both POSIX
  36  *     kernel semaphores and POSIX shared memory be written?
  37  *
  38  * (3) Add support for this file type to fstat(1).
  39  *
  40  * (4) Resource limits?  Does this need its own resource limits or are the
  41  *     existing limits in mmap(2) sufficient?
  42  *
  43  * (5) Partial page truncation.  vnode_pager_setsize() will zero any parts
  44  *     of a partially mapped page as a result of ftruncate(2)/truncate(2).
  45  *     We can do the same (with the same pmap evil), but do we need to
  46  *     worry about the bits on disk if the page is swapped out or will the
  47  *     swapper zero the parts of a page that are invalid if the page is
  48  *     swapped back in for us?
  49  *
  50  * (6) Add MAC support in mac_biba(4) and mac_mls(4).
  51  *
  52  * (7) Add a MAC check_create() hook for creating new named objects.
  53  */
  54
  55 #include <sys/cdefs.h>
  56 __FBSDID("$FreeBSD$");
  57
  58 #include <sys/param.h>
  59 #include <sys/fcntl.h>
  60 #include <sys/file.h>
  61 #include <sys/filedesc.h>
  62 #include <sys/fnv_hash.h>
  63 #include <sys/kernel.h>
  64 #include <sys/lock.h>
  65 #include <sys/malloc.h>
  66 #include <sys/mman.h>
  67 #include <sys/mutex.h>
  68 #include <sys/proc.h>
  69 #include <sys/refcount.h>
  70 #include <sys/resourcevar.h>
  71 #include <sys/stat.h>
  72 #include <sys/sysctl.h>
  73 #include <sys/sysproto.h>
  74 #include <sys/systm.h>
  75 #include <sys/sx.h>
  76 #include <sys/time.h>
  77 #include <sys/vnode.h>
  78
  79 #include <security/mac/mac_framework.h>
  80
  81 #include <vm/vm.h>
  82 #include <vm/vm_param.h>
  83 #include <vm/pmap.h>
  84 #include <vm/vm_extern.h>
  85 #include <vm/vm_map.h>
  86 #include <vm/vm_kern.h>
  87 #include <vm/vm_object.h>
  88 #include <vm/vm_page.h>
  89 #include <vm/vm_pager.h>
  90 #include <vm/swap_pager.h>
  91
  92 struct shm_mapping {
  93         char            *sm_path;
  94         Fnv32_t         sm_fnv;
  95         struct shmfd    *sm_shmfd;
  96         LIST_ENTRY(shm_mapping) sm_link;
  97 };
  98
  99 static MALLOC_DEFINE(M_SHMFD, "shmfd", "shared memory file descriptor");
 100 static LIST_HEAD(, shm_mapping) *shm_dictionary;
 101 static struct sx shm_dict_lock;
 102 static struct mtx shm_timestamp_lock;
 103 static u_long shm_hash;
 104
 105 #define SHM_HASH(fnv)   (&shm_dictionary[(fnv) & shm_hash])
 106
 107 static int      shm_access(struct shmfd *shmfd, struct ucred *ucred, int flags);
 108 static struct shmfd *shm_alloc(struct ucred *ucred, mode_t mode);
 109 static void     shm_dict_init(void *arg);
 110 static void     shm_drop(struct shmfd *shmfd);
 111 static struct shmfd *shm_hold(struct shmfd *shmfd);
 112 static void     shm_insert(char *path, Fnv32_t fnv, struct shmfd *shmfd);
 113 static struct shmfd *shm_lookup(char *path, Fnv32_t fnv);
 114 static int      shm_remove(char *path, Fnv32_t fnv, struct ucred *ucred);
 115 static int      shm_dotruncate(struct shmfd *shmfd, off_t length);
 116
 117 static fo_rdwr_t        shm_read;
 118 static fo_rdwr_t        shm_write;
 119 static fo_truncate_t    shm_truncate;
 120 static fo_ioctl_t       shm_ioctl;
 121 static fo_poll_t        shm_poll;
 122 static fo_kqfilter_t    shm_kqfilter;
 123 static fo_stat_t        shm_stat;
 124 static fo_close_t       shm_close;
 125
 126 /* File descriptor operations. */
 127 static struct fileops shm_ops = {
 128         .fo_read = shm_read,
 129         .fo_write = shm_write,
 130         .fo_truncate = shm_truncate,
 131         .fo_ioctl = shm_ioctl,
 132         .fo_poll = shm_poll,
 133         .fo_kqfilter = shm_kqfilter,
 134         .fo_stat = shm_stat,
 135         .fo_close = shm_close,
 136         .fo_flags = DFLAG_PASSABLE
 137 };
 138
 139 FEATURE(posix_shm, "POSIX shared memory");
 140
 141 static int
 142 shm_read(struct file *fp, struct uio *uio, struct ucred *active_cred,
 143     int flags, struct thread *td)
 144 {
 145
 146         return (EOPNOTSUPP);
 147 }
 148
 149 static int
 150 shm_write(struct file *fp, struct uio *uio, struct ucred *active_cred,
 151     int flags, struct thread *td)
 152 {
 153
 154         return (EOPNOTSUPP);
 155 }
 156
 157 static int
 158 shm_truncate(struct file *fp, off_t length, struct ucred *active_cred,
 159     struct thread *td)
 160 {
 161         struct shmfd *shmfd;
 162 #ifdef MAC
 163         int error;
 164 #endif
 165
 166         shmfd = fp->f_data;
 167 #ifdef MAC
 168         error = mac_posixshm_check_truncate(active_cred, fp->f_cred, shmfd);
 169         if (error)
 170                 return (error);
 171 #endif
 172         return (shm_dotruncate(shmfd, length));
 173 }
 174
 175 static int
 176 shm_ioctl(struct file *fp, u_long com, void *data,
 177     struct ucred *active_cred, struct thread *td)
 178 {
 179
 180         return (EOPNOTSUPP);
 181 }
 182
 183 static int
 184 shm_poll(struct file *fp, int events, struct ucred *active_cred,
 185     struct thread *td)
 186 {
 187
 188         return (EOPNOTSUPP);
 189 }
 190
 191 static int
 192 shm_kqfilter(struct file *fp, struct knote *kn)
 193 {
 194
 195         return (EOPNOTSUPP);
 196 }
 197
 198 static int
 199 shm_stat(struct file *fp, struct stat *sb, struct ucred *active_cred,
 200     struct thread *td)
 201 {
 202         struct shmfd *shmfd;
 203 #ifdef MAC
 204         int error;
 205 #endif
 206
 207         shmfd = fp->f_data;
 208
 209 #ifdef MAC
 210         error = mac_posixshm_check_stat(active_cred, fp->f_cred, shmfd);
 211         if (error)
 212                 return (error);
 213 #endif
 214
 215         /*
 216          * Attempt to return sanish values for fstat() on a memory file
 217          * descriptor.
 218          */
 219         bzero(sb, sizeof(*sb));
 220         sb->st_mode = S_IFREG | shmfd->shm_mode;                /* XXX */
 221         sb->st_blksize = PAGE_SIZE;
 222         sb->st_size = shmfd->shm_size;
 223         sb->st_blocks = (sb->st_size + sb->st_blksize - 1) / sb->st_blksize;
 224         sb->st_atimespec = shmfd->shm_atime;
 225         sb->st_ctimespec = shmfd->shm_ctime;
 226         sb->st_mtimespec = shmfd->shm_mtime;
 227         sb->st_birthtimespec = shmfd->shm_birthtime;
 228         sb->st_uid = shmfd->shm_uid;
 229         sb->st_gid = shmfd->shm_gid;
 230
 231         return (0);
 232 }
 233
 234 static int
 235 shm_close(struct file *fp, struct thread *td)
 236 {
 237         struct shmfd *shmfd;
 238
 239         shmfd = fp->f_data;
 240         fp->f_data = NULL;
 241         shm_drop(shmfd);
 242
 243         return (0);
 244 }
 245
 246 static int
 247 shm_dotruncate(struct shmfd *shmfd, off_t length)
 248 {
 249         vm_object_t object;
 250         vm_page_t m;
 251         vm_pindex_t nobjsize;
 252         vm_ooffset_t delta;
 253
 254         object = shmfd->shm_object;
 255         VM_OBJECT_LOCK(object);
 256         if (length == shmfd->shm_size) {
 257                 VM_OBJECT_UNLOCK(object);
 258                 return (0);
 259         }
 260         nobjsize = OFF_TO_IDX(length + PAGE_MASK);
 261
 262         /* Are we shrinking?  If so, trim the end. */
 263         if (length < shmfd->shm_size) {
 264                 /*
 265                  * Disallow any requests to shrink the size if this
 266                  * object is mapped into the kernel.
 267                  */
 268                 if (shmfd->shm_kmappings > 0) {
 269                         VM_OBJECT_UNLOCK(object);
 270                         return (EBUSY);
 271                 }
 272                 delta = ptoa(object->size - nobjsize);
 273
 274                 /* Toss in memory pages. */
 275                 if (nobjsize < object->size)
 276                         vm_object_page_remove(object, nobjsize, object->size,
 277                             FALSE);
 278
 279                 /* Toss pages from swap. */
 280                 if (object->type == OBJT_SWAP)
 281                         swap_pager_freespace(object, nobjsize, delta);
 282
 283                 /* Free the swap accounted for shm */
 284                 swap_release_by_uid(delta, object->uip);
 285                 object->charge -= delta;
 286
 287                 /*
 288                  * If the last page is partially mapped, then zero out
 289                  * the garbage at the end of the page.  See comments
 290                  * in vnode_pager_setsize() for more details.
 291                  *
 292                  * XXXJHB: This handles in memory pages, but what about
 293                  * a page swapped out to disk?
 294                  */
 295                 if ((length & PAGE_MASK) &&
 296                     (m = vm_page_lookup(object, OFF_TO_IDX(length))) != NULL &&
 297                     m->valid != 0) {
 298                         int base = (int)length & PAGE_MASK;
 299                         int size = PAGE_SIZE - base;
 300
 301                         pmap_zero_page_area(m, base, size);
 302
 303                         /*
 304                          * Update the valid bits to reflect the blocks that
 305                          * have been zeroed.  Some of these valid bits may
 306                          * have already been set.
 307                          */
 308                         vm_page_set_valid(m, base, size);
 309
 310                         /*
 311                          * Round "base" to the next block boundary so that the
 312                          * dirty bit for a partially zeroed block is not
 313                          * cleared.
 314                          */
 315                         base = roundup2(base, DEV_BSIZE);
 316
 317                         vm_page_lock_queues();
 318                         vm_page_clear_dirty(m, base, PAGE_SIZE - base);
 319                         vm_page_unlock_queues();
 320                 } else if ((length & PAGE_MASK) &&
 321                     __predict_false(object->cache != NULL)) {
 322                         vm_page_cache_free(object, OFF_TO_IDX(length),
 323                             nobjsize);
 324                 }
 325         } else {
 326
 327                 /* Attempt to reserve the swap */
 328                 delta = ptoa(nobjsize - object->size);
 329                 if (!swap_reserve_by_uid(delta, object->uip)) {
 330                         VM_OBJECT_UNLOCK(object);
 331                         return (ENOMEM);
 332                 }
 333                 object->charge += delta;
 334         }
 335         shmfd->shm_size = length;
 336         mtx_lock(&shm_timestamp_lock);
 337         vfs_timestamp(&shmfd->shm_ctime);
 338         shmfd->shm_mtime = shmfd->shm_ctime;
 339         mtx_unlock(&shm_timestamp_lock);
 340         object->size = nobjsize;
 341         VM_OBJECT_UNLOCK(object);
 342         return (0);
 343 }
 344
 345 /*
 346  * shmfd object management including creation and reference counting
 347  * routines.
 348  */
 349 static struct shmfd *
 350 shm_alloc(struct ucred *ucred, mode_t mode)
 351 {
 352         struct shmfd *shmfd;
 353
 354         shmfd = malloc(sizeof(*shmfd), M_SHMFD, M_WAITOK | M_ZERO);
 355         shmfd->shm_size = 0;
 356         shmfd->shm_uid = ucred->cr_uid;
 357         shmfd->shm_gid = ucred->cr_gid;
 358         shmfd->shm_mode = mode;
 359         shmfd->shm_object = vm_pager_allocate(OBJT_DEFAULT, NULL,
 360             shmfd->shm_size, VM_PROT_DEFAULT, 0, ucred);
 361         KASSERT(shmfd->shm_object != NULL, ("shm_create: vm_pager_allocate"));
 362         VM_OBJECT_LOCK(shmfd->shm_object);
 363         vm_object_clear_flag(shmfd->shm_object, OBJ_ONEMAPPING);
 364         vm_object_set_flag(shmfd->shm_object, OBJ_NOSPLIT);
 365         VM_OBJECT_UNLOCK(shmfd->shm_object);
 366         vfs_timestamp(&shmfd->shm_birthtime);
 367         shmfd->shm_atime = shmfd->shm_mtime = shmfd->shm_ctime =
 368             shmfd->shm_birthtime;
 369         refcount_init(&shmfd->shm_refs, 1);
 370 #ifdef MAC
 371         mac_posixshm_init(shmfd);
 372         mac_posixshm_create(ucred, shmfd);
 373 #endif
 374
 375         return (shmfd);
 376 }
 377
 378 static struct shmfd *
 379 shm_hold(struct shmfd *shmfd)
 380 {
 381
 382         refcount_acquire(&shmfd->shm_refs);
 383         return (shmfd);
 384 }
 385
 386 static void
 387 shm_drop(struct shmfd *shmfd)
 388 {
 389
 390         if (refcount_release(&shmfd->shm_refs)) {
 391 #ifdef MAC
 392                 mac_posixshm_destroy(shmfd);
 393 #endif
 394                 vm_object_deallocate(shmfd->shm_object);
 395                 free(shmfd, M_SHMFD);
 396         }
 397 }
 398
 399 /*
 400  * Determine if the credentials have sufficient permissions for a
 401  * specified combination of FREAD and FWRITE.
 402  */
 403 static int
 404 shm_access(struct shmfd *shmfd, struct ucred *ucred, int flags)
 405 {
 406         accmode_t accmode;
 407
 408         accmode = 0;
 409         if (flags & FREAD)
 410                 accmode |= VREAD;
 411         if (flags & FWRITE)
 412                 accmode |= VWRITE;
 413         return (vaccess(VREG, shmfd->shm_mode, shmfd->shm_uid, shmfd->shm_gid,
 414             accmode, ucred, NULL));
 415 }
 416
 417 /*
 418  * Dictionary management.  We maintain an in-kernel dictionary to map
 419  * paths to shmfd objects.  We use the FNV hash on the path to store
 420  * the mappings in a hash table.
 421  */
 422 static void
 423 shm_dict_init(void *arg)
 424 {
 425
 426         mtx_init(&shm_timestamp_lock, "shm timestamps", NULL, MTX_DEF);
 427         sx_init(&shm_dict_lock, "shm dictionary");
 428         shm_dictionary = hashinit(1024, M_SHMFD, &shm_hash);
 429 }
 430 SYSINIT(shm_dict_init, SI_SUB_SYSV_SHM, SI_ORDER_ANY, shm_dict_init, NULL);
 431
 432 static struct shmfd *
 433 shm_lookup(char *path, Fnv32_t fnv)
 434 {
 435         struct shm_mapping *map;
 436
 437         LIST_FOREACH(map, SHM_HASH(fnv), sm_link) {
 438                 if (map->sm_fnv != fnv)
 439                         continue;
 440                 if (strcmp(map->sm_path, path) == 0)
 441                         return (map->sm_shmfd);
 442         }
 443
 444         return (NULL);
 445 }
 446
 447 static void
 448 shm_insert(char *path, Fnv32_t fnv, struct shmfd *shmfd)
 449 {
 450         struct shm_mapping *map;
 451
 452         map = malloc(sizeof(struct shm_mapping), M_SHMFD, M_WAITOK);
 453         map->sm_path = path;
 454         map->sm_fnv = fnv;
 455         map->sm_shmfd = shm_hold(shmfd);
 456         LIST_INSERT_HEAD(SHM_HASH(fnv), map, sm_link);
 457 }
 458
 459 static int
 460 shm_remove(char *path, Fnv32_t fnv, struct ucred *ucred)
 461 {
 462         struct shm_mapping *map;
 463         int error;
 464
 465         LIST_FOREACH(map, SHM_HASH(fnv), sm_link) {
 466                 if (map->sm_fnv != fnv)
 467                         continue;
 468                 if (strcmp(map->sm_path, path) == 0) {
 469 #ifdef MAC
 470                         error = mac_posixshm_check_unlink(ucred, map->sm_shmfd);
 471                         if (error)
 472                                 return (error);
 473 #endif
 474                         error = shm_access(map->sm_shmfd, ucred,
 475                             FREAD | FWRITE);
 476                         if (error)
 477                                 return (error);
 478                         LIST_REMOVE(map, sm_link);
 479                         shm_drop(map->sm_shmfd);
 480                         free(map->sm_path, M_SHMFD);
 481                         free(map, M_SHMFD);
 482                         return (0);
 483                 }
 484         }
 485
 486         return (ENOENT);
 487 }
 488
 489 /* System calls. */
 490 int
 491 shm_open(struct thread *td, struct shm_open_args *uap)
 492 {
 493         struct filedesc *fdp;
 494         struct shmfd *shmfd;
 495         struct file *fp;
 496         char *path;
 497         Fnv32_t fnv;
 498         mode_t cmode;
 499         int fd, error;
 500
 501         if ((uap->flags & O_ACCMODE) != O_RDONLY &&
 502             (uap->flags & O_ACCMODE) != O_RDWR)
 503                 return (EINVAL);
 504
 505         if ((uap->flags & ~(O_ACCMODE | O_CREAT | O_EXCL | O_TRUNC)) != 0)
 506                 return (EINVAL);
 507
 508         fdp = td->td_proc->p_fd;
 509         cmode = (uap->mode & ~fdp->fd_cmask) & ACCESSPERMS;
 510
 511         error = falloc(td, &fp, &fd);
 512         if (error)
 513                 return (error);
 514
 515         /* A SHM_ANON path pointer creates an anonymous object. */
 516         if (uap->path == SHM_ANON) {
 517                 /* A read-only anonymous object is pointless. */
 518                 if ((uap->flags & O_ACCMODE) == O_RDONLY) {
 519                         fdclose(fdp, fp, fd, td);
 520                         fdrop(fp, td);
 521                         return (EINVAL);
 522                 }
 523                 shmfd = shm_alloc(td->td_ucred, cmode);
 524         } else {
 525                 path = malloc(MAXPATHLEN, M_SHMFD, M_WAITOK);
 526                 error = copyinstr(uap->path, path, MAXPATHLEN, NULL);
 527
 528                 /* Require paths to start with a '/' character. */
 529                 if (error == 0 && path[0] != '/')
 530                         error = EINVAL;
 531                 if (error) {
 532                         fdclose(fdp, fp, fd, td);
 533                         fdrop(fp, td);
 534                         free(path, M_SHMFD);
 535                         return (error);
 536                 }
 537
 538                 fnv = fnv_32_str(path, FNV1_32_INIT);
 539                 sx_xlock(&shm_dict_lock);
 540                 shmfd = shm_lookup(path, fnv);
 541                 if (shmfd == NULL) {
 542                         /* Object does not yet exist, create it if requested. */
 543                         if (uap->flags & O_CREAT) {
 544                                 shmfd = shm_alloc(td->td_ucred, cmode);
 545                                 shm_insert(path, fnv, shmfd);
 546                         } else {
 547                                 free(path, M_SHMFD);
 548                                 error = ENOENT;
 549                         }
 550                 } else {
 551                         /*
 552                          * Object already exists, obtain a new
 553                          * reference if requested and permitted.
 554                          */
 555                         free(path, M_SHMFD);
 556                         if ((uap->flags & (O_CREAT | O_EXCL)) ==
 557                             (O_CREAT | O_EXCL))
 558                                 error = EEXIST;
 559                         else {
 560 #ifdef MAC
 561                                 error = mac_posixshm_check_open(td->td_ucred,
 562                                     shmfd);
 563                                 if (error == 0)
 564 #endif
 565                                 error = shm_access(shmfd, td->td_ucred,
 566                                     FFLAGS(uap->flags & O_ACCMODE));
 567                         }
 568
 569                         /*
 570                          * Truncate the file back to zero length if
 571                          * O_TRUNC was specified and the object was
 572                          * opened with read/write.
 573                          */
 574                         if (error == 0 &&
 575                             (uap->flags & (O_ACCMODE | O_TRUNC)) ==
 576                             (O_RDWR | O_TRUNC)) {
 577 #ifdef MAC
 578                                 error = mac_posixshm_check_truncate(
 579                                         td->td_ucred, fp->f_cred, shmfd);
 580                                 if (error == 0)
 581 #endif
 582                                         shm_dotruncate(shmfd, 0);
 583                         }
 584                         if (error == 0)
 585                                 shm_hold(shmfd);
 586                 }
 587                 sx_xunlock(&shm_dict_lock);
 588
 589                 if (error) {
 590                         fdclose(fdp, fp, fd, td);
 591                         fdrop(fp, td);
 592                         return (error);
 593                 }
 594         }
 595
 596         finit(fp, FFLAGS(uap->flags & O_ACCMODE), DTYPE_SHM, shmfd, &shm_ops);
 597
 598         FILEDESC_XLOCK(fdp);
 599         if (fdp->fd_ofiles[fd] == fp)
 600                 fdp->fd_ofileflags[fd] |= UF_EXCLOSE;
 601         FILEDESC_XUNLOCK(fdp);
 602         td->td_retval[0] = fd;
 603         fdrop(fp, td);
 604
 605         return (0);
 606 }
 607
 608 int
 609 shm_unlink(struct thread *td, struct shm_unlink_args *uap)
 610 {
 611         char *path;
 612         Fnv32_t fnv;
 613         int error;
 614
 615         path = malloc(MAXPATHLEN, M_TEMP, M_WAITOK);
 616         error = copyinstr(uap->path, path, MAXPATHLEN, NULL);
 617         if (error) {
 618                 free(path, M_TEMP);
 619                 return (error);
 620         }
 621
 622         fnv = fnv_32_str(path, FNV1_32_INIT);
 623         sx_xlock(&shm_dict_lock);
 624         error = shm_remove(path, fnv, td->td_ucred);
 625         sx_xunlock(&shm_dict_lock);
 626         free(path, M_TEMP);
 627
 628         return (error);
 629 }
 630
 631 /*
 632  * mmap() helper to validate mmap() requests against shm object state
 633  * and give mmap() the vm_object to use for the mapping.
 634  */
 635 int
 636 shm_mmap(struct shmfd *shmfd, vm_size_t objsize, vm_ooffset_t foff,
 637     vm_object_t *obj)
 638 {
 639
 640         /*
 641          * XXXRW: This validation is probably insufficient, and subject to
 642          * sign errors.  It should be fixed.
 643          */
 644         if (foff >= shmfd->shm_size ||
 645             foff + objsize > round_page(shmfd->shm_size))
 646                 return (EINVAL);
 647
 648         mtx_lock(&shm_timestamp_lock);
 649         vfs_timestamp(&shmfd->shm_atime);
 650         mtx_unlock(&shm_timestamp_lock);
 651         vm_object_reference(shmfd->shm_object);
 652         *obj = shmfd->shm_object;
 653         return (0);
 654 }
 655
 656 /*
 657  * Helper routines to allow the backing object of a shared memory file
 658  * descriptor to be mapped in the kernel.
 659  */
 660 int
 661 shm_map(struct file *fp, size_t size, off_t offset, void **memp)
 662 {
 663         struct shmfd *shmfd;
 664         vm_offset_t kva, ofs;
 665         vm_object_t obj;
 666         int rv;
 667
 668         if (fp->f_type != DTYPE_SHM)
 669                 return (EINVAL);
 670         shmfd = fp->f_data;
 671         obj = shmfd->shm_object;
 672         VM_OBJECT_LOCK(obj);
 673         /*
 674          * XXXRW: This validation is probably insufficient, and subject to
 675          * sign errors.  It should be fixed.
 676          */
 677         if (offset >= shmfd->shm_size ||
 678             offset + size > round_page(shmfd->shm_size)) {
 679                 VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
 680                 return (EINVAL);
 681         }
 682
 683         shmfd->shm_kmappings++;
 684         vm_object_reference_locked(obj);
 685         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
 686
 687         /* Map the object into the kernel_map and wire it. */
 688         kva = vm_map_min(kernel_map);
 689         ofs = offset & PAGE_MASK;
 690         offset = trunc_page(offset);
 691         size = round_page(size + ofs);
 692         rv = vm_map_find(kernel_map, obj, offset, &kva, size,
 693             VMFS_ALIGNED_SPACE, VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE,
 694             VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE, 0);
 695         if (rv == KERN_SUCCESS) {
 696                 rv = vm_map_wire(kernel_map, kva, kva + size,
 697                     VM_MAP_WIRE_SYSTEM | VM_MAP_WIRE_NOHOLES);
 698                 if (rv == KERN_SUCCESS) {
 699                         *memp = (void *)(kva + ofs);
 700                         return (0);
 701                 }
 702                 vm_map_remove(kernel_map, kva, kva + size);
 703         } else
 704                 vm_object_deallocate(obj);
 705
 706         /* On failure, drop our mapping reference. */
 707         VM_OBJECT_LOCK(obj);
 708         shmfd->shm_kmappings--;
 709         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
 710
 711         return (vm_mmap_to_errno(rv));
 712 }
 713
 714 /*
 715  * We require the caller to unmap the entire entry.  This allows us to
 716  * safely decrement shm_kmappings when a mapping is removed.
 717  */
 718 int
 719 shm_unmap(struct file *fp, void *mem, size_t size)
 720 {
 721         struct shmfd *shmfd;
 722         vm_map_entry_t entry;
 723         vm_offset_t kva, ofs;
 724         vm_object_t obj;
 725         vm_pindex_t pindex;
 726         vm_prot_t prot;
 727         boolean_t wired;
 728         vm_map_t map;
 729         int rv;
 730
 731         if (fp->f_type != DTYPE_SHM)
 732                 return (EINVAL);
 733         shmfd = fp->f_data;
 734         kva = (vm_offset_t)mem;
 735         ofs = kva & PAGE_MASK;
 736         kva = trunc_page(kva);
 737         size = round_page(size + ofs);
 738         map = kernel_map;
 739         rv = vm_map_lookup(&map, kva, VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE, &entry,
 740             &obj, &pindex, &prot, &wired);
 741         if (rv != KERN_SUCCESS)
 742                 return (EINVAL);
 743         if (entry->start != kva || entry->end != kva + size) {
 744                 vm_map_lookup_done(map, entry);
 745                 return (EINVAL);
 746         }
 747         vm_map_lookup_done(map, entry);
 748         if (obj != shmfd->shm_object)
 749                 return (EINVAL);
 750         vm_map_remove(map, kva, kva + size);
 751         VM_OBJECT_LOCK(obj);
 752         KASSERT(shmfd->shm_kmappings > 0, ("shm_unmap: object not mapped"));
 753         shmfd->shm_kmappings--;
 754         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
 755         return (0);
 756 }